Kā darbojas cilvēka smadzenes?



Smadzenes darbojas kā strukturāla un funkcionāla vienība, kas sastāv galvenokārt no divu veidu šūnām: neironiem un glielu šūnām. Tiek lēsts, ka visā cilvēka nervu sistēmā ir aptuveni 100 miljardi neironu un aptuveni 1000 miljardi gliela šūnu (10 reizes vairāk glialu šūnu nekā neironi).

Neironi ir ļoti specializēti, un to uzdevums ir saņemt, apstrādāt un pārraidīt informāciju, izmantojot dažādas shēmas un sistēmas. Informācijas pārsūtīšanas process tiek veikts, izmantojot sinapses, kas var būt elektriskas vai ķīmiskas.

No otras puses, gliela šūnas ir atbildīgas par smadzeņu iekšējās vides regulēšanu un veicina neironu saziņas procesu. Šīs šūnas ir sakārtotas nervu sistēmā, veidojot tās, ja tās ir strukturētas un iesaistītas smadzeņu attīstības un veidošanās procesos.

Agrāk tika uzskatīts, ka glielu šūnas veido tikai nervu sistēmas struktūru, līdz ar to slaveno mītu, ka mēs izmantojam tikai 10% no mūsu smadzenēm. Bet šodien mēs zinām, ka tā pilda daudz sarežģītākas funkcijas, piemēram, ir saistītas ar imūnsistēmas regulēšanu un šūnu plastiskuma procesiem pēc traumas..

Turklāt tie ir būtiski, lai neironi darbotos pareizi, jo tie atvieglo neironu saziņu un spēlē nozīmīgu lomu barības vielu transportēšanā uz neironiem..

Kā jūs varat uzminēt, cilvēka smadzenes ir iespaidīgi sarežģītas. Tiek lēsts, ka pieaugušo cilvēka smadzenēs ir starp 100 un 500 triljoniem savienojumu, un mūsu galaktikai ir apmēram 100 triljoni zvaigznes, tāpēc var secināt, ka cilvēka smadzenes ir daudz sarežģītākas nekā galaktika (García, Núñez, Santín, Redolar, & Valero, 2014).

Saziņa starp neironiem: sinapses

Smadzeņu funkcija ietver informācijas pārraidi starp neironiem, šo pārraidi veic ar vairāk vai mazāk sarežģītu procedūru, ko sauc par sinapsi.

Sinapses var būt elektriskas vai ķīmiskas. Elektriskās sinapses veido divvirzienu elektriskās strāvas pārraide starp diviem neironiem tieši, bet ķīmiskās sinapses ir starpnieku, kurus sauc par neirotransmiteriem, trūkums..

Būtībā, ja neirons sazinās ar citu neironu, lai to aktivizētu vai kavētu, galīgā ietekme, kas novērojama uzvedībā vai dažos fizioloģiskos procesos, ir vairāku neironu neironu kontūras ierosmes un inhibīcijas rezultāts..

Elektriskās sinapses

Elektriskās sinapses ir daudz ātrākas un vienkāršākas nekā ķīmiskās. Vienkārši izskaidrots, ka tie sastāv no depolarizējošo strāvu pārraides starp diviem neitroniem, kas ir diezgan tuvi, gandrīz salīmēti. Šāda veida sinapse parasti nerada ilgstošas ​​izmaiņas postsinaptiskajos neironos.

Šīs sinapses notiek neironos, kuriem ir saspringts krustojums, kurā membrānas gandrīz pieskaras, un tās atdala daži 2-4 nm. Telpa starp neironiem ir tik maza, jo to neironiem jābūt savienotiem ar kanāliem, ko veido proteīni, ko sauc par connexins.

Connexins veidotie kanāli ļauj abu neironu iekšpusē sazināties. Ar šīm porām var iziet mazas molekulas (mazāk par 1kDa), tāpēc ķīmiskās sinapses ir saistītas ar vielmaiņas komunikācijas procesiem, papildus elektriskajai saziņai, apmainoties ar otriem sūtņiem, kas notiek sinapsē, piemēram, inositoltripfosfātu ( IP3) vai cikliska adenozīna monofosfāts (cAMP).

Elektriskās sinapses parasti tiek veidotas starp tāda paša tipa neironiem, tomēr elektriskās sinapses var novērot arī starp dažādu tipu neironiem vai pat starp neironiem un astrocītiem (glia šūnu veids)..

Elektriskās sinapses ļauj neironiem ātri sazināties un sinhroni savienot daudzus neironus. Pateicoties šīm īpašībām, mēs varam veikt sarežģītus procesus, kas prasa ātru informācijas pārraidi, piemēram, sensoros, motoriskos un kognitīvos procesus (uzmanību, atmiņu, mācīšanos ...).

Ķīmiskās sinapses

Ķīmiskās sinapses notiek starp blakus esošiem neironiem, kuros ir pieslēgts presinaptīvs elements, parasti axonic termināls, kas izstaro signālu, un postsynaptic, kas parasti atrodama soma vai dendritos, kas saņem signālu. signālu.

Šie neironi nav iestrēdzis, starp tiem ir 20 nm garš laukums, ko sauc par sinaptisko plaisu.

Atkarībā no to morfoloģiskajām īpašībām ir dažāda veida ķīmiskās sinapses. Saskaņā ar Gray (1959) ķīmiskās sinapses var iedalīt divās grupās.

  • I tipa ķīmiskās sinapses (asimetrisks) Šajās sinapcijās presinaptīvo komponentu veido aksonālie termināļi, kas satur noapaļotus pūslīšus, un dendritos ir atrodams postinaptisks, un ir liels postsinaptisko receptoru blīvums..
  • II tipa ķīmiskās sinapses (simetrisks) Šajās sinapsēs presinaptīvo komponentu veido ovālie termināļi, kas satur ovālas vezikulas, un postinaptisko var atrast gan soma, gan dendritos, un ir mazāks postsinaptisko receptoru blīvums nekā I tipa sinapses. sinapses veids, salīdzinot ar I tipu, ir tas, ka tās sinaptiskais šķērslis ir šaurāks (apmēram 12 nm).

Sinapses veids ir atkarīgs no tajā iesaistītajiem neirotransmiteriem, lai I tipa sinapsēs iesaistītos eksitējošie neirotransmiteri, piemēram, glutamāts, bet II tipa sinapsēs būtu iesaistīti inhibitori, piemēram, GABA..

Lai gan tas nenotiek visā nervu sistēmā, dažās jomās, piemēram, muguras smadzenēs, nigrā, bazālajā ganglijā un koliķos, ir GABA-ergic sinapses ar I tipa struktūru..

Vēl viens veids, kā klasificēt sinapses, ir saskaņā ar presinaptiskajiem un postsinaptiskajiem komponentiem, kas tos veido. Piemēram, ja gan presinaptīvais komponents ir axon, bet postsynaptic viens dendrīts tiek saukts par axodendritic sinapsēm, tādā veidā mēs varam atrast axoaxonic, axosomatic, dendroaxonic, dendrodendritic sinapses ...

Sinapses veids, kas visbiežāk sastopams centrālajā nervu sistēmā, ir I tipa (asimetriski) axospinous synapses. Tiek lēsts, ka 75-95% smadzeņu garozas sinapses ir I tipa, bet tikai no 5 līdz 25% ir II tipa sinapses..

Ķīmiskās sinapses var apkopot šādi:

  1. Darbības potenciāls sasniedz axona termināli, atver kalcija jonu kanālus (Ca2+) un jonu plūsma tiek izlaista sinaptiskā plaisā.
  2. Jonu plūsma izraisa procesu, kurā neirotransmiteri pilna vezikules piesaistās postsinaptiskajai membrānai un atver poru, caur kuru viss saturs tiek izlaists sinaptiskajā plaisā..
  3. Atbrīvotie neirotransmiteri saistās ar šī neirotransmitera specifisko postinaptisko receptoru.
  4. Neirotransmitera saistīšanās ar postinaptisko neironu regulē postsinaptiskā neirona funkcijas.

Neirotransmiteri un neiromodulatori

Neirotransmitera koncepcija ietver visas vielas, kas tiek izdalītas ķīmiskajā sinapsē un kas pieļauj neironu saziņu. Neirotransmiteri atbilst šādiem kritērijiem:

  • Tie tiek sintezēti neironos un atrodas axon terminālos.
  • Ja tiek atbrīvots pietiekams daudzums neirotransmitera, tas iedarbojas uz blakus esošajiem neironiem.
  • Kad viņi ir pabeiguši savu uzdevumu, viņi tiek likvidēti, izmantojot degradācijas, inaktivācijas vai atkārtotas uzņemšanas mehānismus.

Neiromodulatori ir vielas, kas papildina neirotransmiteru darbību, palielinot vai samazinot to iedarbību. Viņi to dara, pievienojot specifiskas postsynaptiskā receptoru vietas.

Ir vairāki neirotransmiteru veidi, vissvarīgākie ir:

  • Aminoskābes, kas var būt ierosinošas, piemēram, glutamāts, vai inhibitori, piemēram, γ-aminoskābe, kas labāk pazīstama kā GABA.
  • Acetilholīns.
  • Katekolamīdi, piemēram, dopamīns vai noradrenalīns
  • Indolamīni, piemēram, serotonīns.
  • Neuropeptīdi.

Atsauces

  1. García, R., Núñez, Santín, L., Redolar, D., & Valero, A. (2014). Neironi un neironu komunikācija. D. Redolar, Kognitīvā neirozinātne (27.-66. lpp.). Madride: Panamericana Medical.
  2. Gary, E. (1959). Smadzeņu garozas axo-somatiska un aksi-dendritiska sinapcija: elektronu mikroskopa pētījums. J.Anats, 93, 420-433.
  3. Interns, H. (s.f.). Kā darbojas smadzenes? Vispārīgi principi. Saturs iegūts 2016. gada 1. jūlijā no Science for All.